CN115966096A - 交通停止提前响应系统 - Google Patents

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Abstract

本公开提供“交通停止提前响应系统”。一种交通停止提前响应系统包括分布式计算系统控制器，其被编程和/或配置为减少由与公共运载工具交通相关联的交通停止的可预测实例引起的行驶时间延迟。交通停止提前响应系统可以获得与第一交叉点或交叉路口相关联的公共运载工具时间表和路线，预测公共运载交通工具在交叉路口处的估计到达时间，并且基于在交叉路口处的估计到达时间来确定与穿过交叉路口的公共运载交通工具相关联的时间延迟。交通停止提前响应系统可以生成导航计划，其通过预测公共运载工具到达时间来在延迟的交通工具到达交叉路口之前使其改变路线。预测分析可以使用公共运载工具数据库和/或经由基础设施计算系统网络、交通工具对交通工具(V2V)和/或交通工具对基础设施(V2I)网络以及其他来源接收的观察到的实时信息来确定到达时间。

Description

交通停止提前响应系统
技术领域
本公开涉及交通工具中的导航辅助系统。
背景技术
当前的交通监测分析系统通常在向跟踪平台报告交通减速和拥堵之前利用来自在道路上停止或减速的多个连接的报告装置(例如，移动智能电话)的信号。作为基础设施的一部分持续存在的静止和持续的交通减速源诸如吊桥和铁路交叉道口通常是不能通行的，但当前未被监测为潜在的或可能的交通减速的持续源头。
吊桥和货运列车通常使交通在重复的时间范围内和重复的延迟时段内延迟。例如，货运列车路线可以根据重复时间表操作，并且通常可以具有定期重复的延迟时间。在其他方面，基础设施信息的公开可用数据库可以提供可用信息以向交通分析系统通知规划的操作日期、时间和持续时间。
关于这些和其他考虑因素，提出了本文的公开内容。
发明内容
本公开涉及导航辅助系统，并且更具体地涉及一种用于交通停止提前响应导航管理的适应性导航辅助系统。本文公开的系统和方法被配置和/或编程为减少与当公共运载工具穿越大道时由交通停止引起的延迟相关联的行驶时间。公共运载工具延迟的示例可以包括列车交通、其中吊桥升起以允许船舶通行的水上交通工具交通和/或类似类型的延迟。
描述了一种交通停止提前响应系统，其可包括分布式计算系统控制器，所述分布式计算系统控制器被编程和/或配置为减少由与穿越大道的公共运载工具相关联的交通停止的可预测实例引起的行驶时间延迟。在一些实施例中，所述交通停止提前响应系统可以确定用于将乘用交通工具导航到目的地的第一路线，确定具有在第一交叉点处与所述第一路线相交的计划路线的公共运载交通工具的时间表，预测所述公共运载交通工具在所述第一交叉点处的估计到达时间，并且基于所述第一交叉点处的所述估计到达时间来确定与所述公共运载交通工具相关联的时间延迟。时间延迟延长乘用交通工具到达目的地的大致行驶时间。在一个示例性实施例中，所述交通停止提前响应系统可使用公共运载工具数据库和/或经由基础设施计算系统网络、交通工具对交通工具(V2V)和/或交通工具对基础设施(V2I)网络以及其他来源接收的观察到的实时信息来确定时间延迟。可以经由预测分析系统使用历史数据、计划数据和从连接的V2V网络或V2I网络的角度观察到的实时数据来分析所述信息。输入数据可以包括例如规划的(计划的)公共运载交通工具出发时间和行驶速度，以及观察到的实时出发、位置、速度和类似数据。所述系统从互联网、V2I网络以及从使用V2V网络收集和聚合的聚合或离散的交通工具特定信息获得输入数据，其中机载交通工具传感装置或基础设施计算系统提供传感步骤并经由相应的网络传输所述信息和数据。可以通过从公共的一个或多个运载工具数据交换所(其提供公共运载交通工具标识、计划路线、时间表信息、平均行驶速度信息或其他数据)的在线源(公共或私人数据库)检索计划或规划的出发时间来获得它们。根据一个示例性实施例，所述交通停止提前响应系统还可以利用经训练的机器学习算法来收集相对于特定交叉路口的历史公共运载工具到达时间，预测通过的交通在沿着所述公共运载工具行驶路线的交叉路口处所经历的平均延迟，以及基于日期、时间、路线、交叉路口和其他相关信息来预测未来的延迟时间。此外，机器学习算法可以基于在先前使用实例中观察到的有利交通缓解经验来确定替代路线候选。例如，如果特定路线或小路比其他可能的路线节省更多时间，则当从多条可能的替代路线中进行选择时，机器学习算法可以在权重方面支持该路线。在另一个示例性实施例中，交通停止提前响应系统可以评估实时交通情况以预测与公共运载工具交通相关联的估计延迟时间。交通停止提前响应系统可以确定时间延迟超过阈值，其中阈值指示可容许交通延迟的最大时间阈值，并且基于时间延迟提供可以绕过公共运载工具停止的导航指令。交通停止提前响应系统可以通过使用替代路线导航到目的地来生成将受影响的交叉路口从路线计划中移除的替代路线。在另一个示例性实施例中，交通停止提前响应系统可以使用上述方法和系统中的一者或多者来识别交通延迟，并且生成用于一个或多个自主交通工具(AV)控制器的指令，所述控制器设置在AV上。交通停止提前响应系统可以生成替代路线并传输到连接的AV。AV可以在从连接的服务器接收到更新的指令之后导航到目的地，其中有足够的时间从导航计划中移除受影响的铁路交叉道口或水路交叉道口。交通停止提前响应系统可以通过利用与V2V、V2I以及其他实时和静态数据资源一起使用的预测分析来增加用户的积极用户体验。所公开的系统可减少总行驶时间，否则所述总行驶时间将因公共运载工具交通引起的延迟而增加。在本文中更详细地提供了本公开的这些和其他优点。
附图说明
参考附图阐述具体实施方式。使用相同的附图标记可指示类似或相同的项。各种实施例可利用除了附图中示出的那些之外的元件和/或部件，并且一些元件和/或部件可能不存在于各种实施例中。附图中的元件和/或部件不一定按比例绘制。贯穿本公开，根据上下文，单数和复数术语可能可互换地使用。
图1描绘了其中可实施用于提供本文所公开的交通停止提前响应系统和方法的技术和结构的示例性计算环境。
图2示出了根据本公开的交通停止提前响应系统的示例性功能示意图。
图3示出了根据本公开的用于实施图2的交通停止提前响应系统的示例性步骤。
图4描绘了根据本公开的用于提供动态导航建议的示例性方法的流程图。
具体实施方式
说明性实施例
下文将参考附图更全面地描述本公开，附图中示出了本公开的示例性实施例，并且示例性实施例不旨在为限制性的。
本文公开的交通停止提前响应系统和方法被配置和/或编程为监测和辅助对驾驶员的导航，同时监测可能会延迟旅行者到达其预期目的地或者引起由常见情况导致的在当前行驶道路上的延迟诸如吊桥延迟或列车交叉道口延迟的环境交通因素。交通停止提前响应系统可以使用从列车和水路交通的可公开访问的数据库接收的信息以及通过使用其他来源的实时信息(诸如交通工具对交通工具(V2V)和基础设施对交通工具或交通工具对基础设施(I2V/V2I)数据网络)来提供替代路线选择建议并提供导航辅助。
所公开的实施例还可以提供自学习算法和连接的网络，所述自学习算法和连接的网络与分布式计算平台一起工作以通过动态导航路线选择系统提供导航辅助，所述动态导航路线选择系统连续地监测区域交通，识别与由铁路、水路和其他类型的周期性交通引起的交通延迟相关联的交通模式，并生成减轻此类延迟的修改的路线。
下文将参考附图更全面地描述本公开，附图中示出了本公开的示例性实施例，并且所述实施例不意图为限制性的。首先讨论用于实现一种或多种公开的方法的基于交通工具且分布式计算环境。
图1描绘了示例性计算环境100，所述示例性计算环境可以包括交通工具105，所述交通工具包括机动计算机145和交通工具控制单元(VCU)165，所述交通工具控制单元通常包括设置为与机动计算机145和存储在机动计算机145的计算机可读存储器155上的指导应用108通信的多个电子控制单元(ECU)117。移动装置120(其可与用户140和交通工具105相关联)可使用有线和/或无线通信协议和收发器来与机动计算机145连接。移动装置120可经由一个或多个网络125来与交通工具105通信地耦合，该一个或多个网络可以经由一个或多个无线信道130进行通信，和/或该移动装置可使用近场通信(NFC)协议、
Figure BDA0003877822200000051
协议、Wi-Fi、超宽带(UWB)以及其他可能的数据连接和共享技术来与交通工具105直接地连接。
交通工具105还可以从全球定位系统(GPS)175接收信号。GPS175可以是卫星系统(如图1所描绘)，诸如全球导航卫星系统(GLNSS)、伽利略、或导航或其他类似系统。在其他方面，GPS 175可以是基于地球的导航网络。在一些实施例中，交通工具105可响应于确定未识别到阈值数量的卫星而利用GPS和航迹推算的组合。
机动计算机145可以是或包括具有一个或多个处理器150和存储器155的电子交通工具控制器。在一些示例性实施例中，机动计算机145可设置成与移动装置120和一个或多个服务器170进行通信。
服务器170可以是基于云的(例如，分布式)计算基础设施的一部分，并且可与远程信息处理服务递送网络(TSDN)相关联和/或包括所述TSDN，所述TSDN向交通工具105和可能是交通工具队列(图1中未示出)的一部分的其他交通工具(图1中未示出)提供数字数据服务。TSDN可以包括一个或多个V2V和/或V2I/I2V网络和/或与其相关联。
交通工具对基础设施(V2I)技术是一种通信框架，其使得若干交通工具能够与支持特定地点的交通干线系统的各种装置共享信息。这些装置可以包括例如射频红外装置(RFID)读取器、标牌、相机、线道标记、路灯和停驻计时器以及其他装置(在本文中统称为V2I装置112)。通过硬件、软件和固件的系统实现，V2I通信通常是无线的和双向的：基础设施部件(诸如线道标记、道路标志和交通灯)可以无线地向交通工具105提供信息，反之亦然。
V2I基础设施可以被配置为与连接在V2V网络中的单独交通工具或交通工具队列一起工作。V2V通信可以包括无线地交换关于周围交通工具的速度和位置的信息，所述周围交通工具可以包括公共运载交通工具(图1中未示出)，诸如经过的列车、货船或在交通工具105的传感范围内操作的其他移动交通工具。V2V网络可以在系统中工作以避免道路碰撞、缓解交通拥堵并改善环境以及其他益处。
尽管被示出为运动型多用途交通工具，但交通工具105可采取另一种乘用或商用汽车的形式，例如诸如汽车、卡车、跨界交通工具、厢式货车、小型货车、出租车、公交车等，并且可被配置和/或编程为包括各种类型的机动驱动系统。示例性驱动系统可以包括具有汽油、柴油或天然气动力燃烧发动机的各种类型的内燃发动机(ICE)动力传动系统，其具有常规的驱动部件，诸如变速器、驱动轴、差速器等。
在另一种配置中，交通工具105可被配置为电动交通工具(EV)。更具体地，交通工具105可以包括电池EV(BEV)驱动系统，或者被配置为具有独立机载动力装置的混合动力EV(HEV)、包括可连接到外部动力源的HEV动力传动系统的插电式HEV(PHEV)，和/或包括具有燃烧发动机动力装置和一个或多个EV驱动系统的并联或串联混合动力动力传动系统。HEV还可以包括用于蓄电的电池和/或超级电容器组、飞轮蓄电系统或其他发电和蓄电基础设施。交通工具105还可以被配置为使用燃料电池(例如，氢燃料电池交通工具(HFCV)动力传动系统等)和/或这些驱动系统和部件的任何组合将液体或固体燃料转换为可用动力的燃料电池交通工具(FCV)。
此外，交通工具105可以是手动驾驶的交通工具，和/或被配置和/或编程为在完全自主(例如，无人驾驶)模式(例如，5级自主)下或在一种或多种部分自主模式(例如，1级至4级自主)下操作。具有1级自主的自主交通工具(AV)通常可以包括单个自动化驾驶员辅助特征，诸如转向或加速辅助。自适应巡航控制是1级自主系统的一个此类示例，其包括加速和转向两个方面。交通工具中的2级自主可以提供转向和加速功能的部分自动化，其中自动化系统由执行非自动化操作(诸如制动和其他控制)的人类驾驶员监督。交通工具中的3级自主可提供对驾驶特征的条件自动化和控制。例如，3级交通工具自主典型地包括“环境检测”能力，其中交通工具可独立于当前的驾驶员而做出明智的决策，诸如加速驶过缓慢移动的交通工具，而如果交通停止提前响应系统无法执行任务，则当前的驾驶员仍准备好重新取得对交通工具的控制。4级自主包括具有高级自主的交通工具，其可独立于人类驾驶员操作，但仍包括用于超驰操作的人类控制。4级自动化还可使自驾驶模式能够响应于预定义的条件触发(诸如道路危险或系统故障)进行干预。5级自主与无需人类输入以进行操作的完全自主交通工具系统相关联，并且通常不包括人类操作的驾驶控制。
交通停止提前响应系统107可以被配置和/或编程为与具有从完全人类操作的交通工具(0级自动化)到完全自主交通工具(5级自动化)的任何级别的自主交通工具控制器的交通工具一起操作。交通响应系统107可以检测由穿越公共运载交通工具引起的停止或即将停止的交通，确定已连接交通工具的可避开该停止的替代路线，并且将替代路线信息提供给交通工具105NAV系统，使得更新路线计划以通过绕过问题区域并节省总体驾驶时间来提高效率。
例如，交通停止提前响应系统107可以与交通工具105上的AV控制器通信，提供移除即将成为通向目的地的原始路线上的交通停止的来源的受影响的交叉路口的更新的路线，并且通过从导航计划中移除受影响的交叉路口或交叉点来将交通工具105引导到目的地。系统107可以通过向交通工具发送沿着在第二(未受影响的)交叉点(诸如穿过公共运载交通工具的路径的立交桥)或允许交通工具105通过在公共运载交通工具到达第二交叉点之前穿过公共运载交通工具路线到达目的地的第二交叉点处穿过的路线来移除交叉点。
交通响应系统107可以用作机载信息娱乐和导航系统的一部分，和/或可与由系统用户操作的一个或多个移动装置一起操作。一个此类示例性装置可以包括移动装置120。
移动装置120一般包括用于存储与应用135相关联的程序指令的存储器123，所述程序指令在由移动装置处理器121执行时执行所公开的实施例的各方面。应用(或“app”)135可以是交通停止提前响应系统107的一部分，可以实例化用于与交通停止提前响应系统107交互的用户界面，并且可以向交通停止提前响应系统107提供信息和/或从交通停止提前响应系统107接收信息。
在一些方面中，移动装置120可以通过一个或多个无线信道130与交通工具105进行通信，所述一个或多个无线信道可以在移动装置120与远程信息处理控制单元(TCU)160之间加密并建立。移动装置120可以使用与交通工具105上的TCU 160相关联的无线发射器(图1中未示出)与TCU 160进行通信。发射器可以使用诸如例如一个或多个网络125的无线通信网络来与移动装置120进行通信。图1中将无线信道130描绘为经由一种或多种网络125和经由一个或多个直接无线连接133进行通信。无线连接133可以包括各种低功耗协议，包括例如
Figure BDA0003877822200000081
低功耗(BLE)、UWB、或近场通信(NFC)、或其他协议。
网络125示出了本公开的各种实施例中讨论的已连接装置可以在其中进行通信的示例性通信基础设施。网络125可以是和/或包括互联网、专用网络、公共网络或使用任一种或多种已知的通信协议操作的其他配置，所述已知的通信协议是例如诸如传输控制协议/互联网协议(TCP/IP)、
Figure BDA0003877822200000082
BLE、基于电气和电子工程师协会(IEEE)标准802.11的Wi-Fi、UWB、以及蜂窝技术，诸如时分多址(TDMA)、码分多址(CDMA)、高速分组接入(HSPDA)、长期演进(LTE)、全球移动通信系统(GSM)和第五代(5G)，仅举几个示例。
根据本公开，机动计算机145可安装在交通工具105的发动机舱中(或交通工具105中的其他地方)并且可作为交通停止提前响应系统107的功能部分操作。机动计算机145可包括一个或多个处理器150和计算机可读存储器155。
一个或多个处理器150可设置成与被设置成与相应的计算系统进行通信的一个或多个存储器装置(例如，存储器155和/或图1中未示出的一个或多个外部数据库)进行通信。处理器150可利用存储器155来以代码存储程序和/或存储数据以执行根据本公开的各方面。如图1所描绘，存储器155可以包括指导应用108，所述指导应用可以使处理器150执行根据所公开的实施例描述的步骤。存储器155可以是存储指导控制器程序代码的非暂时性计算机可读存储器。存储器155可以包括易失性存储器元件(例如，动态随机存取存储器(DRAM)、同步动态随机存取存储器(SDRAM)等)中的任何一个或组合，并且可以包括任何一个或多个非易失性存储器元件(例如，可擦除可编程只读存储器(EPROM))、快闪存储器、电子可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、可编程只读存储器(PROM)等。
VCU 165可以共享电力总线178，并且可以被配置和/或编程为协调交通工具105系统、连接的服务器(例如，服务器170)和作为交通工具队列的一部分操作的其他交通工具(图1中未示出)之间的数据。VCU 165可以包括ECU 117(诸如例如主体控制模块(BCM)193、发动机控制模块(ECM)185、变速器控制模块(TCM)190、TCU 160、约束控制模块(RCM)187等)的任何组合或与其通信。在一些方面，VCU165可以控制交通工具105的各方面，并且实现从在移动装置120上操作的应用135所接收的一个或多个指令集和/或从指导应用108所接收的一个或多个指令集。
TCU 160可被配置和/或编程为向交通工具105上和外的无线计算系统(诸如可使用服务器170操作的分布式平台)提供交通工具连接性，并且可包括用于接收和处理来自GPS 175的GPS信号的导航(NAV)接收器188、BLE模块(BLEM)195、Wi-Fi收发器、UWB收发器和/或可配置用于交通工具105与其他系统、计算机和模块之间的无线通信的其他无线收发器(图1中未示出)。TCU 160可以被设置成通过总线180与ECU 117进行通信。在一些方面中，TCU 160可以检索数据并作为CAN总线中的节点发送数据。
BLEM 195可通过广播和/或收听小广告包的广播并且与根据本文所描述的实施例配置的响应装置建立连接来使用
Figure BDA0003877822200000101
和BLE通信协议建立无线通信。例如，BLEM195可以包括响应或发起GATT命令和请求的客户端装置的通用属性配置文件(GATT)装置连接性，并且与移动装置120直接地连接。
总线180可以被配置为以多主控串行总线标准组织的控制器局域网(CAN)总线，以用于使用基于消息的协议连接作为节点的ECU117中的两个或更多个，所述基于消息的协议可以被配置和/或编程为允许ECU 117彼此通信。总线180可以为或包括高速CAN(其可在CAN上具有高达1Mb/s的位速度、在CAN灵活数据速率(CAN FD)上具有高达5Mb/s的位速度)，并且可以包括低速或容错CAN(高达125Kbps)，在一些配置中，其可使用线性总线配置。在一些方面中，ECU 117可以与主机计算机(例如，机动计算机145、交通停止提前响应系统107和/或服务器170等)通信，并且还可以彼此通信而不必需要主机计算机。总线180可以将ECU117与机动计算机145连接，使得机动计算机145可以从ECU 117检索信息、向所述ECU发送信息以及以其他方式与所述ECU交互，以执行根据本公开的实施例所述的步骤。总线180可通过两线式总线将CAN总线节点(例如，ECU117)彼此连接，所述两线式总线可以是具有标称特性阻抗的双绞线。总线180也可以使用其他通信协议解决方案(诸如面向媒体的系统传输(MOST)或以太网)来实现。在其他方面，总线180可为无线交通工具内总线。
VCU 165可以经由总线180通信来直接地控制各种负载或者结合BCM 193实现这种控制。关于VCU 165所述的ECU 117仅出于示例性目的而提供，并且不意图是限制性的或排他性的。用图1中未示出的其他控制模块进行的控制和/或通信是可能的，并且设想了这种控制。
在示例性实施例中，ECU 117可以使用来自人类驾驶员(例如用户140)的输入、来自自主交通工具控制器(图1中未示出)的输入、交通停止提前响应系统107和/或经由通过无线连接133从其他连接的装置(诸如移动装置120等)所接收的无线信号输入来控制交通工具操作和通信的各方面。
当被配置为总线180中的节点时，ECU 117可各自包括中央处理单元(CPU)、CAN控制器和/或收发器(图1中未示出)。例如，尽管图1中将移动装置120描绘为经由BLEM 195连接到交通工具105，但是也可能和设想，也可或替代地经由与模块相关联的相应的收发器(图1中未示出)在移动装置120与ECU 117中的一个或多个之间建立无线连接133。
当被配置为自主交通工具(AV)时，ECU 117还可以包括自主交通工具控制器(图1中未示出)。因此，系统107可以生成从原始路线计划中移除受影响的交叉点的替代路线，并且经由一个或多个无线连接130将替代的导航指令传输到自主交通工具控制器。在一些方面，所述指令被配置为使所述自主交通工具控制器根据所述替代的导航指令将所述交通工具105引导到所述目的地。
BCM 193一般包括传感器、交通工具性能指示器以及与交通工具系统相关联的可变电抗器的集成，并且可包括基于处理器的配电电路，所述配电电路可控制与主体(诸如灯、窗、安全装置、门锁和进入控制)相关联的功能以及各种舒适性控制。BCM 193还可作为总线和网络接口的网关操作，以与远程ECU(图1中未示出)进行交互。
BCM 193可以协调各种交通工具功能性中的任一种或多种功能，包括能量管理系统、警报、交通工具防盗器、驾驶员和乘坐者进入授权系统、电话即钥匙(PaaK)系统、驾驶员辅助系统、AV控制系统、电动窗、门、致动器以及其他功能性等。BCM 193可以被配置为用于交通工具能量管理、外部照明控制、雨刮器功能性、电动窗和门功能性、暖通空调系统以及驾驶员集成系统。在其他方面中，BCM 193可控制辅助设备功能性，和/或负责集成此类功能性。
机动计算机145、VCU 165和/或交通停止提前响应系统107的计算系统架构可以省略某些计算模块。应容易理解，图1中描绘的计算环境是根据本公开的可能的实施方式的一个示例，并且因此不应被视为限制性的或排他性的。
机动计算机145可以与信息娱乐系统110连接，所述信息娱乐系统可以为导航和GPS接收器188以及交通停止提前响应系统107提供界面。信息娱乐系统110可以包括触摸屏界面部分111，并且可以包括语音识别特征、可以基于面部识别、语音识别、指纹识别或其他生物识别手段来识别用户的生物识别能力。在其他方面，信息娱乐系统110可以使用移动装置配对技术(例如，与移动装置120连接、个人识别号码(PIN))码、口令、口令句或其他识别手段来提供用户识别。NAV 188可以使用信息娱乐系统110来操作，所述信息娱乐系统可以提前接收交通停止信息并提供用于以减轻或避免不希望的交通延迟的方式导航交通工具105的用户可选选项。
交通停止提前响应系统107可以提供用于识别用户目的地和计划路线、识别由公共运载工具交通(诸如通过拥堵的大道的船和列车)引起的未来延迟的预测分析和GPS集成，提供公共运载交通工具将到达特定交叉路口的时间的时间表预测，提供替代路线计划，并提供跨整个连接的交通工具生态系统共享系统益处的交通工具对交通工具路线协调。
图2示出了根据本公开的交通停止提前响应系统107(以下称为“交通响应系统107”)的示例性功能示意图200。
交通响应系统107可以利用交通工具内部和外部感测技术，包括例如仪表板相机前视视野感测210、交通工具速度感测215、交通工具位置感测220和/或设置在交通工具105各处的其他交通工具感测模块225。例如，交通响应系统107可以从BCM 193、导航和GPS接收器188、ECM、BLEM 195和/或其他ECU 117接收传感器数据，以确定经过的交通工具(例如，列车)是否实际上为列车，确定所述交通工具的大致行驶速度，和/或提供其他有用信息，诸如所述经过的列车中的车厢的计数、从所述公共运载交通工具的第一个经过的车厢到最后一个经过的车厢的经过时间的报告等。
交通工具位置感测功能220通常描述与导航和GPS接收器188的通信，以监测用户140观看或收听主动路线辅助导航以执行分路段日常操纵的时间量。用户驾驶历史230可功能性地描述由用户配置文件235中识别的特定用户驾驶的过去行程的记录，并且记录驾驶习惯，诸如用户在使用导航特征时错过转弯的习性、行驶的常用路线和道路、和与日期和时间相关联的使用模式。例如，当评估更新的导航计划对驾驶员是否有用时，交通响应系统107可以评估用户140的个人驾驶习惯。在一个示例性实施例中，交通响应系统107可以为忧虑的驾驶员或没有经验的驾驶员提供具有较少左转的路线，考虑当日时间(例如，黄昏时光线暗淡)和/或特定于用户驾驶历史230和/或用户配置文件235的其他因素。
动态驾驶员行为跟踪240可以监测驾驶员参与度并提供用于改变指导水平的建议，其可以包括更少或更简单的导航路线作为交通停止提前响应系统107的一部分，其中用户140可以可选地启用交通响应系统107。交通响应系统107可以包括导航指导特征，所述导航指导特征向驾驶员提供可变水平的驾驶员导航指导，包括不同程度的导航帮助，其基于观察到的采取和未采取的用户动作来提示驾驶员准备、做出和/或校正即将到来的或错过的转弯。例如，交通响应系统107可以提供口头指示，其陈述“正确，这是你的出口”或“是，在这里转弯”。
动态环境监测245可以包括既监测交通工具105附近的操作环境，也监测可能与行程路线计划相关联的其他地理区域中的操作环境。例如，动态环境监测245可以包括用于经由以I2V数据250和/或V2V数据255的形式接收的云数据(图2中未示出)获得交通和事故信息的步骤。
在一个或多个实施例中，交通响应系统107还可以获得公共运载工具计划路线信息，包括时间表、路线信息、公共运载交通工具标识(ID)信息、计划时间和/或路线偏差的历史信息以及其他类似信息。该数据在图2中示出为公共运载工具数据库260。
交通响应系统107可以获得和/或接收信息230-260，经由服务器170确定和/或预测停止或即将停止的交通，并且向机动计算机145建议或更改路线计划，在一些实施例中其可以是以下所述的若干交通工具中的一者：当前可能未停止(例如，诸如共享V2V数据的那些)但在距有问题的交叉路口有足够的时间和距离以使得交通响应系统107可以避免或减轻用户140和/或交通工具105的延迟的更新的导航计划的形式提供引导的途中。
图3示出了根据本公开的用于实施图1和图2的交通停止提前响应系统的示例性步骤。如图2所示，交通工具信息娱乐系统107或其他连接的人机界面(HMI)(诸如移动装置120(图1中所示))可以提供交互式地图325或文本输入界面(未示出)以用于输入预期目的地330。例如，交通工具NAV系统188(如图1所示)可以作为交通响应系统107的一部分操作以确定用于将交通工具105导航到目的地330的路线。用户140可以提供系统输入诸如在触摸屏界面部分111上对目的地的触摸选择、提供指示目的地地址和/或名称的语音指令、键入的指令或向交通响应系统107通知预期目的地330的某一其他交互式输入。
步骤2可以包括系统地识别交通延迟310。例如，在一个实施例中，交通响应系统107可以确定与和到目的地的路线相交的公共运载工具路线相关联的公共运载交通工具307的时间表。交通响应系统107可以以各种方式这样做，包括例如识别一个或多个交叉路口(在图3的步骤2中描绘为截面道路地图312的缩放视图上的点A、B和C)。交叉路口可以靠近交通工具105的当前位置340，并且由于交通工具的已知目的地330和当前位置340而可以被交通响应系统107观察为具有重要性。
在一个方面，交通响应系统107可以确定公共运载交通工具307(在本示例中示出为列车)正在接近交叉路口(示例点B)。示例点A当前不包括在用于将交通工具导航到目的地330的第一路线335中，然而交叉路口点A可以提供信息，使得交通响应系统107可以确定公共运载交通工具307的存在、估计速度和/或行驶路线以及预测公共运载交通工具307将到达交叉路口点B的时间，该交叉路口点B介于交通工具的当前位置340与计划目的地330之间。
交通响应系统107可以以一种或多种方式确定在交叉路口B处或附近的公共运载交通工具的存在，如图2中所解释的。例如，交通响应系统107可以使用I2V数据250(图2)来确定公共运载交通工具307的时间表。在该示例中，交通响应系统107可以从与交叉路口点A处的铁路交叉道口臂集成或控制铁路交叉道口臂的铁路计算系统接收和/或获得I2V数据250。响应于公共运载交通工具307经过附近的交叉路口点A，在列车接近点A时，作为与铁路线和/或基础设施相关联的交通控制系统的一部分，可以自动触发铁路交叉道口臂(未示出)横跨大道(未示出)降下。基础设施计算系统可以向交通响应系统107提供通知或信号(图3中未示出)，所述通知或信号识别辅助交通响应系统107预测所述公共运载交通工具在沿着所述公共运载工具路线的未来点(诸如点B)处的到达时间的存在、轨迹、速度/速度和/或其他信息。
根据另一个实施例，交通响应系统107可以基于公共运载工具数据库260来确定公共运载交通工具307的存在，所述公共运载工具数据库可以指示交通工具ID、出发时间、沿着计划的行驶路线的特定路径点处的到达时间、计划或历史交通工具速度等。该数据可以预测公共运载交通工具相对于时间的未来位置。
在一个实施例中，基于交通工具的当前位置340，并且进一步基于公共运载交通工具307穿越第一交叉点A的到达时间，交通响应系统107可以预测公共运载交通工具307在第二交叉点B处的估计到达时间，其直接干扰了用于将交通工具105导航到目的地330的第一路线。例如，当列车或货船经过时，交通工具105可能(取决于交通工具105行驶速度和/或公共运载交通工具307行驶速度)致使交叉路口点B处的所有交通停止。
另外，可能有一个或多个交通工具停在交叉路口点A处以允许列车或其他公共运载交通工具通过该交叉路口。例如，停在交叉点A附近的一个或多个交通工具(交通工具在图3中未示出)可以使用机载传感装置(诸如RADAR、SONAR、RGB相机等)(传感装置在图3中未示出)来观察速度、长度、开始和停止时间以及与公共运载交通工具307的交叉位置相关联的其他信息。交通响应系统107可以确定公共运载交通工具类型(例如，列车、货船或其他水上交通工具)等，并且可以使用用于表征交通工具和交通变量、估计速度和预测未来交通工具位置的一种或多种已知技术来确定其他信息，诸如行驶速度、经过的交通工具的大致长度、自始至终完成通过特定交叉路口的时间等。本领域技术人员应理解，此类任务在自主交通工具导航和导引系统领域中已经众所周知并被理解。
在步骤3处，根据另一个实施例，交通响应系统107可以基于V2V网络信息(V2V数据255)来预测和/或确定公共运载交通工具307在第二交叉点B处的估计到达时间，并且识别一条或多条替代路线345。公共运载交通工具ID、速度、轨迹和其他实时信息单独地或结合从公共运载工具数据库260获得/接收的数据可以指示公共运载交通工具307在第二交叉点B处的估计到达时间。
此外，根据一个或多个实施例，该信息可以用于估计公共运载交通工具307到达第三交叉点C的时间，所述第三交叉点C可以与交通工具105的替代路线345的未来位置相交，以及与公共运载交通工具307的路线350(例如，列车轨道、水路等)相交。因此，如步骤315所示，作为第三主要步骤，交通响应系统107可以识别和/或生成替代路线(步骤3)，其通过基于在第一交叉点A处的估计到达时间确定在第二交叉点(B或C等)处与公共运载交通工具307相关联的时间延迟来减轻或消除交通工具105的任何停止交通延迟。因为所获得/所接收的信息可包括公共运载交通工具长度和穿越时间，所以这可以指示与公共运载交通工具307交通相关联的时间延迟。交通响应系统107可以将估计的延迟与延迟的预定容限阈值进行比较(例如交通延迟超过三分钟、五分钟、八分钟等)。
作为第四一般系统步骤，响应于确定估计的延迟超过阈值，交通响应系统107可以将替代路线推送(320)到交通工具NAV系统180(如步骤320所示)。交通响应系统107可以输出通知用户140正在接近的公共运载交通工具或其他类似的延迟的警报或通知，并且提示用户提供用于改变计划路线以避免该延迟的输入。图3描绘了通知用户140如果他们重新选择通往他们的目的地的路线则他们可以避免15分钟的延迟的系统。用户140被示出为在触摸屏界面部分111上选择肯定响应以从服务器170接收替代路线。
图4是根据本公开的实施例的用于使用图1至图3的系统来提供动态导航建议的示例性方法400的流程图。可以继续参考包括图1至图3的先前附图来描述图4。以下过程是示例性的，并且不限于下文描述的步骤。此外，替代实施例可以包括本文示出或描述的更多或更少的步骤，并且可以与以下示例性实施例中描述的顺序不同的顺序包括这些步骤。
首先参考图4，在步骤405处，方法400可从经由处理器确定用于将第一交通工具导航到目的地的第一路线开始。处理器可以是例如如图1所示的服务器170。
在步骤410处，方法400还可以包括经由所述处理器确定与在第一交叉点处与所述第一路线相交的公共运载工具路线相关联的公共运载交通工具的时间表。该步骤可包括确定所述公共运载交通工具为列车，并且所述第一交叉点包括铁路交叉道口。在另一个实施例中，该步骤可包括确定所述公共运载交通工具为水上交通工具，并且所述第一交叉点包括吊桥。
在步骤415处，方法400还可以包括经由所述处理器预测所述公共运载交通工具在所述第一交叉点处的估计到达时间。该步骤可以包括经由所述处理器获得与所述公共运载交通工具相关联的交通工具标识(ID)，并且经由公共交通数据库确定与所述交通工具ID相关联的公共交通出发时间。根据另一个实施例，该步骤可包括经由所述处理器基于所述公共交通数据库来确定公共运载工具行驶速度。例如，铁路线、水上货物线和其他公共运载工具经常按可预测和设定的时间表操作。此类时间表可供公众和/或私人使用。因此，交通响应系统107可以获得公共运载工具时间表信息并使用所述信息来预测在第一交叉点或后续交叉点处的估计到达时间。
根据其他方面，该步骤可以包括经由处理器基于历史公共运载交通工具到达时间来训练机器学习算法，以及基于机器学习算法来确定公共运载交通工具的预测行驶速度。例如，系统可以使用已知技术(诸如监督或无监督机器学习)来训练机器学习算法，所述技术获取输入训练数据，所述输入训练数据具有历史交通工具ID、与交通工具ID相关联的交通工具路线、出发时间、特定路径点或目的地的到达时间、行驶速度信息等。系统可以使用机器学习算法来基于所识别的模式来预测性地确定可能的时间和延迟行为。尽管在本公开的范围之外，但是应当理解，常见算法的特定算法训练步骤是众所周知的，并且为了简洁和清楚起见，可以从本公开中省略。
在其他方面，预测所述公共运载交通工具在所述第一交叉点处的估计到达时间可以包括经由所述处理器从交通工具对交通工具(V2V)网络接收所述公共运载交通工具的观察到的速度。例如，一个或多个第二交通工具可以在它们停止并等待交通工具通过时观察指示公共运载交通工具的速度的相机和其他传感数据。V2V网络数据可以单独使用或与经训练的机器学习算法结合使用，以预测在第一交叉点之后的一个或多个交叉点处的估计到达时间。
机器学习算法可以基于在先前使用实例中观察到的有利交通缓解经验来确定替代路线候选。例如，如果特定路线或小路比其他可能的路线节省更多时间，则当从多条可能的替代路线中进行选择时，机器学习算法可以在权重方面支持该路线。
在步骤420处，方法400还可以包括经由所述处理器并基于所述第一交叉点处的所述估计到达时间来确定在第二交叉点处与所述公共运载交通工具相关联的时间延迟。在一些方面，时间延迟延长第一交通工具到达目的地的大致行驶时间。该步骤可以包括基于公共运载交通工具在第一交叉点处的行驶速度和到达时间来预测在相对于第一交叉点的第二交叉点或其他后续交叉点处的到达时间，确定第一交叉点与所述第二或其他后续交叉点之间的行驶距离，确定所述公共运载交通工具在一个或多个先前时间完全穿越所述第一交叉点和/或所述第二交叉点所需的时间延迟(例如，使用历史数据)。
在步骤425处，方法400还可以包括经由处理器确定时间延迟超过阈值。该步骤可以包括设置阈值，以及将预测的延迟时间与设置的阈值进行比较。设置的阈值可以是例如在不削弱用户前往其计划目的地时的体验的情况下可经历的最大容许延迟。
在步骤430处，方法400还可以包括基于时间延迟提供替代的导航指令。该步骤可以包括生成一个或多个用户可选选项，所述一个或多个用户可选选项可以包括替代路线、一条或多条替代路线等的选择性实施方式。
本文公开的交通停止提前响应系统可以通过识别和预测由可能使用户的行驶停止延长的时间段的公共运载工具交通引起的交通延迟来提高已连接交通工具的用户体验。本公开的各方面可以通过在交通工具等待交叉交通完成时减轻交叉点处的交通工具空转来改善环境因素，提供在诸如递送和其他行业的商业活动中实现的时间节省的经济性，并且总体上减少交通拥堵。
在以上公开中，已经参考了形成以上公开的一部分的附图，附图示出了其中可以实践本公开的具体实施方式。应理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可以利用其他实施方式，并且可以进行结构改变。本说明书中对“一个实施例”、“实施例”、“示例实施例”等的引用指示所描述的实施例可以包括特定特征、结构或特性，但每个实施例可能不一定包括所述特定特征、结构或特性。另外，此类短语不一定是指同一实施例。此外，当结合实施例描述特征、结构或特性时，无论是否明确描述，本领域的技术人员都将认识到结合其他实施例的此类特征、结构或特性。
此外，在适当的情况下，本文中描述的功能可在以下一个或多个中执行：硬件、软件、固件、数字部件或模拟部件。例如，一个或多个专用集成电路(ASIC)可被编程为执行本文所描述的交通停止提前响应系统和程序中的一者或多者。贯穿说明书和权利要求使用某些术语来指代特定系统部件。如本领域技术人员将理解，部件可以通过不同的名称来指代。本文件不意图区分名称不同但功能相同的部件。
还应当理解，如本文所用的词语“示例”意图在本质上是非排他性的和非限制性的。更具体地，本文使用的词语“示例”指示若干示例中的一者，并且应理解，没有对所描述的特定示例进行不适当的强调或偏好。
计算机可读介质(也称为处理器可读介质)包括参与提供可由计算机(例如，由计算机的处理器)读取的数据(例如，指令)的任何非暂时性(例如，有形)介质。此类介质可采取许多形式，包括但不限于非易失性介质和易失性介质。计算装置可包括计算机可执行指令，其中所述指令可由一个或多个计算装置(诸如以上列出的那些)执行并且存储在计算机可读介质上。
关于本文所描述的过程、系统、方法、启发法等，应理解，尽管已经将此类过程等的步骤描述为根据某个有序顺序发生，但是此类过程可以以与本文所描述的次序不同的次序执行所描述的步骤来实践。还应理解，可以同时执行某些步骤，可以添加其他步骤，或者可以省略本文所述的某些步骤。换句话说，本文中对过程的描述是出于说明各种实施例的目的而提供的，并且绝不应被解释为限制权利要求。
因此，应理解，以上描述意图是说明性的而非限制性的。在阅读以上描述时，除所提供的示例之外的许多实施例和应用将为明显的。所述范围不应参考以上描述来确定，而是应参考所附权利要求以及享有此类权利要求的权利的等效物的整个范围来确定。预计并且意图在于本文所讨论的技术未来将有所发展，并且所公开的系统和方法将并入此类未来实施例中。总而言之，应理解，本申请能够进行修改和改变。
除非在本文中做出明确的相反指示，否则权利要求中使用的所有术语意图被赋予其如本文中描述的技术人员所理解的普通含义。特别地，除非权利要求叙述相反的明确限制，否则使用诸如“一个”、“该”、“所述”等单数冠词应被解读为叙述所指示的要素中的一者或多者。除非另有特别说明或在使用时在上下文内以其他方式理解，否则诸如尤其是“能够”、“可能”、“可以”或“可”的条件语言通常意图表达某些实施例可包括某些特征、元件和/或步骤，而其他实施例可不包括某些特征、元件和/或步骤。因此，此种条件语言通常并不意在暗示一个或多个实施例无论如何都需要特征、元件和/或步骤。
根据实施例，所述公共运载交通工具为水上交通工具，并且所述第一交叉点包括吊桥。
根据实施例，所述处理器还被编程为通过执行指令以进行以下操作来预测所述公共运载交通工具的所述估计到达时间：从交通工具对交通工具(V2V)网络接收所述公共运载交通工具的观察到的速度。
根据实施例，所述处理器还被编程为通过执行指令以进行以下操作来预测所述公共运载交通工具的所述估计到达时间：基于机器学习算法来确定所述公共运载交通工具的预测行驶速度。
根据实施例，所述处理器还被编程为通过执行指令以进行以下操作来预测所述公共运载交通工具的所述估计到达时间：所述公共运载交通工具在所述第一交叉点处的所述估计到达时间包括：从基础设施处理器接收所述公共运载交通工具在所述第一交叉点处的到达时间；确定所述公共运载交通工具穿越所述第一交叉点的估计时间；预测所述公共运载交通工具在所述第二交叉点处的所述估计到达时间；基于所述时间延迟生成替代路线；以及将基于所述替代路线的所述替代的导航指令传输到所述第一交通工具。
根据本发明，提供了一种在交通停止提前响应系统中的非暂时性计算机可读存储介质，所述非暂时性计算机可读存储介质上存储有指令，所述指令在由处理器执行时使所述处理器：确定用于将第一交通工具导航到目的地的第一路线；确定具有在第一交叉点处与所述第一路线相交的计划路线的公共运载交通工具的时间表；预测所述公共运载交通工具在所述第一交叉点处的估计到达时间；基于所述第一交叉点处的所述估计到达时间来确定在第二交叉点处与所述公共运载交通工具相关联的时间延迟，其中所述时间延迟延长所述第一交通工具到达所述目的地的大致行驶时间；确定所述时间延迟超过阈值；并且基于所述时间延迟提供替代的导航指令。

Claims (15)

1.一种用于提供动态导航建议的方法，所述方法包括：
经由处理器确定用于将第一交通工具导航到目的地的第一路线；
经由所述处理器确定与在第一交叉点处与所述第一路线相交的公共运载工具路线相关联的公共运载交通工具的时间表；
经由所述处理器预测所述公共运载交通工具在所述第一交叉点处的估计到达时间；
经由所述处理器并基于所述第一交叉点处的所述估计到达时间来确定在第二交叉点处与所述公共运载交通工具相关联的时间延迟，其中所述时间延迟延长所述第一交通工具到达所述目的地的大致行驶时间；
经由所述处理器确定所述时间延迟超过阈值；并且
基于所述时间延迟提供替代的导航指令。
2.根据权利要求1所述的方法，其还包括：
向设置在自主交通工具上的自主交通工具控制器提供所述替代的导航指令，其中所述指令被配置为使所述自主交通工具控制器根据所述替代的导航指令将所述自主交通工具引导到所述目的地。
3.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述公共运载交通工具穿越的所述估计到达时间包括：
经由所述处理器获得与所述公共运载交通工具相关联的交通工具标识(ID)；并且
经由公共交通数据库确定与所述交通工具ID相关联的公共交通出发时间。
4.根据权利要求3所述的方法，其还包括：
经由所述处理器基于所述公共交通数据库来确定公共运载工具行驶速度。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述公共运载交通工具为列车，并且所述第一交叉点包括铁路交叉道口。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述公共运载交通工具为水上交通工具，并且所述第一交叉点包括吊桥。
7.根据权利要求1所述的方法，其中预测所述公共运载交通工具在所述第一交叉点处的所述估计到达时间包括：
经由所述处理器来确定所述公共运载交通工具的行驶速度。
8.根据权利要求6所述的方法，其还包括：
经由所述处理器从交通工具对交通工具(V2V)网络接收所述公共运载交通工具的观察到的速度。
9.根据权利要求6所述的方法，其还包括：
经由所述处理器基于历史的公共运载交通工具到达时间来训练机器学习算法；并且
基于所述机器学习算法来确定所述公共运载交通工具的预测行驶速度。
10.根据权利要求6所述的方法，其中预测所述公共运载交通工具在所述第一交叉点处的所述估计到达时间包括：
从基础设施计算系统接收所述公共运载交通工具在所述第一交叉点处的到达时间；
经由所述处理器确定所述公共运载交通工具穿越所述第一交叉点的估计时间；
经由所述处理器预测所述公共运载交通工具在所述第二交叉点处的所述估计到达时间；
基于所述时间延迟生成替代路线；并且
将基于所述替代路线的替代导航指令传输到所述第一交通工具。
11.一种交通停止提前响应系统，其包括：
处理器；和
用于存储可执行指令的存储器，所述处理器被编程为执行所述可执行指令以：
确定用于将第一交通工具导航到目的地的第一路线；
确定与在第一交叉点处与所述第一路线相交的公共运载工具路线相关联的公共运载交通工具的时间表；
预测所述公共运载交通工具在所述第一交叉点处的估计到达时间；
基于所述第一交叉点处的所述估计到达时间来确定在第二交叉点处与所述公共运载交通工具相关联的时间延迟，其中所述时间延迟延长所述第一交通工具到达所述目的地的大致行驶时间；
确定所述时间延迟超过阈值；并且
基于所述时间延迟提供替代的导航指令。
12.根据权利要求11所述的系统，其中所述处理器还被编程为执行所述指令以：
向自主交通工具控制器传输所述替代的导航指令，其中所述指令被配置为使所述自主交通工具控制器根据所述替代的导航指令将所述自主交通工具引导到所述目的地。
13.根据权利要求11所述的系统，其中所述处理器还被编程为执行所述指令以：
获得与所述公共运载交通工具相关联的交通工具标识(ID)；并且
经由公共交通数据库确定与所述交通工具ID相关联的公共交通出发时间。
14.根据权利要求13所述的系统，其中所述处理器还被编程为通过执行所述指令以进行以下操作来预测所述公共运载交通工具的所述估计到达时间：
基于所述公共交通数据库来确定行驶速度。
15.根据权利要求11所述的系统，其中所述公共运载交通工具为列车。
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